4. Расчет фундамента мелкого заложения.

4.1.1. Расчётная схема и исходные данные.

Рассматриваем первое расчетное сечение (колонна по оси 4).

Проектируем фундамент под колонну в части здания с подвалом.

Нагрузки в расчетном сечении 3-3: N_II = 666,58 кН, М_II=10,21 кНм.

Под подошвой фундамента залегает суглинок тугопластичный в насыщенном водой состоянии.

Физико-механические характеристики: (I_p=0,10; I_L=0,30):γ=20,8 кН/м³, γ_sb=23,7 кН/м³,

φ_II=10,0⁰, С_II=42 кПа, Е=28000кПа.

4.1.2 Определение размеров фундамента.

Расчет фундаментов мелкого заложения выполняется по второй группе предельных состояний. Используем расчетную схему основания в виде линейно деформированной среды.

Вычислим расчетное сопротивление грунта основания:

,

Для пылевато-глинистых грунтов при 0,25   0,5(по СНиП 2.02.01-83):

γ_с1=1,2 – коэффициент условий работы;

γ_с2=1,1 – коэффициент условий работы для зданий с гибкой конструктивной схемой;

k=1 – т.к. прочностные характеристики грунта определены лабораторными испытаниями;

Коэффициенты: М_γ=0,18; М_q=1,73; М_с=4,14 –для φ_II=10⁰ (по СНиП 2.02.01-83, табл. 44);

к_z=1 – при ширине подошвы фундамента b<10м;

γ^/_II =18,7кН/м³ – удельный вес грунта выше подошвы фундамента;

d_b=1,2 – глубина подвала - расстояние от уровня планировки до пола подвала;

d_l – глубина заложения фундамента; d_l =h_s+h_cfγ_cf/γ^l_II

h_s – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала;

h_cf - толщина конструкции пола подвала;

γ_cf – средний удельный вес пола подвала;

Конструкция пола подвала (сверху вниз):

Плитка (γ=18кН/м³) 0,02 м; бетонная подготовка (γ=20кН/м³) 0,2 м; щебень (γ=17кН/м³) 0,3 м.

Средний удельный вес пола подвала γ_cf= γ_1* h₁ + γ_2* h₂ + γ_3* h₃ /( h₁+ h₂+ h₃)=9,48/0,52=18,2 кН/м³

d_l =1,78+0,52*18,2/18,7=2,29

γ_II=20,8кН/м³– удельный вес грунта, залегающего под подошвой фундамента.

Расчетное сопротивление грунта:

Значения R при b=1,2,3м приведены в таблице 12.

Таблица 12

Ширина фундамента b, м	γ1II , кН/м3	R, кПа	р, кПа
1	18,7	383,50	503,89
2	18,7	388,44	170,60
3	19	395,77	108,88

Давление под подошвой фундамента (находим приближенное значение):

где А=(1…1,5)b² – площадь для отдельных фундаментов,

γ_m =16…18кН/м³ - средний удельный вес грунта и материала фундамента в сечениях c подвалом.

Вычислив р при различных значенияхb по точке пересечения графиков R=f(b) и p=f(b) определяем требуемую ширину подошвы фундамента–1,2м. Длина подошвы должна быть не менее 1,2·1,2=1,44м.

Принимаем типовой фундамент с размерами подошвы 1,5х1,5м.

Расчетное сопротивление грунта:кПа

Объем фундамента V_f=0,3(1,5·1,5)+1,2·0,9·0,9=1,65 м³,

Его вес G_f =1,65·25=41,25 кН

Объем грунта на уступах V_g= 1,5·1,5·1,5-1,65=1,73 м³,

Его вес G_g=1,73·18,7= 32,35 кН

Среднее давление на основание:

328,97 кПа

Условие p<R выполняется (328,97 кПа<385,97 кПа)

Проверяем краевые напряжения при эксцентриситете нагрузки:

e = =0,014 м.

p_max(min)=, гдеl- длина подошвы фундамента.

р_max==247,85<1,2R=463,16 кПа

р_min== 227,27>0кПа

Все условия выполнены.

Окончательно принимаем фундамент с размерами: 1,5х1,5м, h=1,5м.